油田压裂返排液处理技术研究进展

李泽汉

摘 要：作为我国国民经济产业的重要组成部分，石油工业对于我国的经济发展具有不可替代的推动作用。正是由于石油工业对我国经济的促进作用，各个行业对于石油资源的需求量不断增加，石油工业则相应的研发和利用了一种高效的水力压裂油田增产技术，进一步扩大了油田储存的裂缝网络范围，大大增加和提高了油田开采的产量和开采效率。

关键词：油田;压裂;返排液;处理技术

现阶段，油田的压裂作业主要采用多井同步的拉链式作业方式，由同一个平台来对多个水平井的流水线进行部署和控制，此种作业方式的作业时间和作业效率都得到了有效的缩短和提高，这不可避免的会涉及到大量反排液的使用和处理，如若反排液处理不当，有一定可能性会导致各类环境污染的问题，这就对油田压力反排液的处理和回用技术提出了更高的要求。

一、油田压裂返排液处理再利用技术的研究现状

油田压裂施工技术属于一种高密度型的用水施工工程，同一次压裂施工中的压裂液使用质量会依据其储层和液体性质的不同而存在差异，并且隨着油田井段深度和压裂段数目的增加，压裂液的用水量会发生较大的变化。压裂液中所含有的减阻剂、稳定剂、表面活性剂和杀菌剂化学物质能够有效的改造储层[1]，因此压裂液的返排液具有一定的回收必要性。在此过程结束后，将会有一到七成的压裂液会返排回流至地表，形成成分复杂的压裂返排液，这部分压裂返排液主要来源与压裂液和地层中含有的相关物质。

目前，国内的石油行业对于压裂返排液主要的处理方式是回注，主要采用化学方式来对返排液进行集中的处理，以加药絮凝和过滤等预处理方式来使返排液符合回注标准。但这种方式有一定的可能性存在二次污染的问题，没有根本上处理返排液中所含有的污染性物质。由于压裂施工所开发的多为新开发致密油和低渗透油田，其产生的返排液往往在附近没有相符的回注井，实际的应用范围具有较大的局限性[2]。

二、油田压裂返排液处理的影响因素

返排液中对压裂液配制有影响的各类元素并不能完全去除，经由多次使用后不可避免的会出现元素的高含量沉积，这对于返排液的多次回用和压裂液的重新配置有着较强的不利影响。综合来说，在压裂返排液处理的技术液体内，对重新配置的压裂液有影响的元素主要有以下五个部分。

2.1硼元素含量

返排液中的硼元素是压裂液配置过程中的交联剂，对于压裂液粘度的影响较大，常规的处理技术难以完全地将返排液中的硼元素进行去除，这就会对压裂液的重新配置起到不良影响。少次少量硼元素的存在对于压裂液重新配置的影响程度较小，但多次累积回用的返排液中会聚集和累积大量的硼元素，会直接威胁到压裂液胶体性能的发挥。

2.2易溶性金属离子含量

在返排液处理的过程中，Na+和K+ 等易溶性金属离子的去除难度较大，多采用蒸发、膜过滤等技术来处理，返排液多次回用后仍然会出现较大含量的累计和聚集， Na+和K+的聚集会让压裂液分子在水溶液内的流体学半径减小，导致压裂液粘度发生降低，同时也会影响其胶体、耐剪切和耐温等性能。

2.3Fe2+和 Fe3+离子含量

由于压裂液作用体系内存在一定的氧化还原反应，Fe2+和 Fe3+之间会发生相互转化，但二者对于返排液回用配制的压裂液性能的影响却不尽相同。当返排液中的Fe2+ 超标时，会引起压裂液中的部分成分出现降解，导致压裂液基液粘度的迅速下降;当返排液回用配制的压裂液中的Fe3+ 超标时，Fe3+ 的交联会导致压裂液基液粘度上升。

三、油田压裂返排液处理技术应用探讨

油田压裂返排液的再利用主要是采用合适的水处理技术，来实现对返排液配制压裂液的反复使用，能够有效的降低油田现场施工的资源需求量，进一步提高压裂施工工作的安全性和环保性。油田压裂返排液的处理技术主要可分为深度处理和常规处理两种，深度处理技术处理后的返排液可直接进行压裂液的配置，但其工作量和占地面积较大;而常规处理技术的技术流程相对简单，但处理后的返排液需要与清水进行调配后才可进行压裂液的配置。

3.1深度处理技术

在对整个压裂返排过程中各因素对于返排液回用配置压裂液性能影响的基础上，主要可采用深度的沉降、氧化，絮凝和过滤等综合方法来进行返排液的深度处理，处理完成后可直接用于压裂液和回注液的配制，主要在前期和后期两个阶段对于压裂返排液进行适用处理。

在前期的返排液处理过程中，应进行充分的预氧化、除硼和PH调节。主要采用沉砂技术、预氧化技术、PH调节技术、无机与有机高分子絮凝技术、粘土处理技术、二次氧化技术和除硼技术，主要的技术流程如下图1。

在后期的返排液处理过程中，处理的难度相对减少，主要针对液体浊度较高的问题来进行深度处理，可采用沉砂技术、PH调节技术和无机与有机高分子絮凝剂处理技术来进行后期处理工作。

四、结语

综上所述，压裂返排液的处理和回用逐渐成为了石油行业研究的重点问题，同时也是油田开采过程中较为重要的应用技术之一。行之有效的压裂返排液理和回用技术能够有效缓解或解决油田储层开发和生产过程中的资源浪费、生态污染和开采效率低等问题，从而全面提升油田开采的产量和效率，推动油田开采技术的全面发展和进步，为我国石油开发产业的跨越式发展打好坚实的基础。

参考文献：

[1]董沅武，柳建新，颜回香，陈金建，龙远.压裂返排液中残余硼的清除方法研究进展[J/OL].应用化工：1-8[2020-09-02].https：//doi.org/10.16581/j.cnki.issn1671-3206.20200722.011.

[2]张红杰，王景，赵俊，祁健，王鹏.致密气压裂返排液回收利用技术研究[J].石油化工应用，2020，39（06）：37-41.